Gran parte de la vida moderna está profundamente impactada por el comportamiento del hielo.
Ahora, el nuevo trabajo de un equipo del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty en la Universidad de Columbia en Palisades, Nueva York, da una idea de lo que está sucediendo dentro del hielo. El equipo ha desarrollado un aparato para satisfacer la creciente necesidad de medir el hielo a medida que cambiaEn respuesta a las fuerzas externas, un proceso que los científicos de hielo llaman "comportamientos de deformación". Estas fuerzas se producen en la Tierra en el hielo glacial a medida que fluye debido a la gravedad, y en el espacio como los satélites helados, como las lunas de Júpiter y Saturno.a las fuerzas de marea de sus cuerpos parentales. Estos satélites planetarios helados intrigan en gran medida a los científicos con su potencial para mantener vastos océanos debajo del hielo y, posiblemente, para mantener la vida.
El informe del equipo de Lamont-Doherty sobre su dispositivo, llamado aparato de deformación criogénica, aparece en la edición actual de la Revisión de instrumentos científicos , de AIP Publishing.
El documento aborda tres procesos básicos. Primero, el proceso de deslizamiento por fricción: los glaciares son ríos de hielo que mueven "deslizan" el hielo desde los centros de acumulación hacia los océanos, un proceso que afecta el clima y los niveles de agua. El segundo proceso esEl comportamiento anelastic de un cuerpo helado, que es su capacidad de convertir energía mecánica periódica de las mareas, por ejemplo en calor. El tercer proceso, la disipación de las mareas, se ha convertido recientemente en un foco en la ciencia planetaria como una fuente de calor potencial suficiente para creary mantener los océanos globales subterráneos y los procesos viscosos que afectan el flujo de hielo en el que las perturbaciones dentro de la red cristalina permiten que el hielo fluya como la miel durante períodos de tiempo lo suficientemente largos.
El aparato es una adaptación del clásico aparato de fricción biaxial utilizado para estudiar la mecánica de fallas y la generación de terremotos en las rocas. Otro refinamiento del nuevo aparato es su capacidad de control de temperatura. Permite a los científicos medir una variedad de comportamientos de hielo en condiciones que sonaplicable tanto a los glaciares terrestres como a las superficies heladas de la luna. En la naturaleza, las temperaturas de los glaciares oscilan entre 0 y -20 grados Celsius -4 grados Fahrenheit. Las capas de hielo de los satélites helados pueden tener interiores cálidos, aproximadamente 0 grados C, pero temperaturas superficialestan bajo como -200 grados C -330 F, como en la luna Encelado de Saturno, aunque el aparato del equipo no alcanza esa temperatura extremadamente baja.
La versatilidad de la temperatura es importante porque la evidencia creciente documenta el comportamiento dinámico y a menudo impredecible del hielo que podría afectar las condiciones ambientales, como por ejemplo los glaciares en la tierra, y explica la evolución de los cuerpos de los satélites en el espacio, como con la luna Europa de Júpitery Encelado de Saturno.
"Nuestro diseño permite aplicaciones glaciológicas y planetarias en una gama de comportamientos de deformación que incluyen fricción, propiedades [anales] y viscosas. Esperamos que esa gama de adaptabilidad conduzca a nuevas ideas sobre la deformación del hielo, en particular al combinar el análisis de diferentesrespuestas y ver cómo compiten en diferentes escalas de tiempo ", dijo Christine McCarthy, autora principal del estudio.
En particular, el equipo espera extender su estudio de la fricción de hielo sobre roca para incluir interfaces más realistas, incluyendo hasta y, en última instancia, agua fundida a presión.
Para su próximo paso, el equipo tiene la intención de continuar probando la fricción del hielo a las temperaturas de los glaciares terrestres, en particular explorando cómo las mareas afectan las tasas de deslizamiento y la estabilidad.
Para la próxima iteración de experimentos, se sumergirán en temperaturas mucho más frías y profundas, aproximadamente -90 grados C -130 grados F, y mirarán el hielo con pequeñas cantidades de amoníaco o ácido sulfúrico, que son las segundas fases sugeridas para Enceladoy Europa, respectivamente.
"Nos gustaría ver si el calentamiento por fricción en fallas de lunas heladas puede explicar los géiseres de agua líquida observados en sus superficies", dijo McCarthy.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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